【正文】 2009（2）：7981[5]郭小強(qiáng)，趙剛，黃昆基于MATLAB/Simulink平臺(tái)下TI C2000DSP代碼的自動(dòng)生成[J].科學(xué)技術(shù)與工程同時(shí)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功完成要感謝我的指導(dǎo)老師余傳祥老師對(duì)整個(gè)過程的指導(dǎo)，為我提供了很多技術(shù)上的支持和經(jīng)驗(yàn)上的指導(dǎo)，同時(shí)還有學(xué)院的劉和平老師以及鄧力老師也為我提供了很多寶貴的建議和意見，最后感謝學(xué)校提供的豐富圖書資源和網(wǎng)絡(luò)資源，支持我更好地完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。這是在今后的進(jìn)一步研究中需要改進(jìn)的地方，是的仿真系統(tǒng)生成的代碼能夠具有更高的兼容性。整個(gè)過程可以說是成功地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，最后也通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本次課程設(shè)計(jì)的正確性。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論結(jié) 論本文主要是對(duì)使用MATLAB構(gòu)建電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真模型，然后通過仿真模型生成DSP可執(zhí)行C代碼完成異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)開發(fā)流程的介紹。首先是代碼正確性的初步驗(yàn)證，保證代碼運(yùn)行時(shí)硬件電路不會(huì)被損壞，之后改變不同給定測試電機(jī)運(yùn)行波形。但是不足的是由于電機(jī)參數(shù)測量的準(zhǔn)確性和控制系統(tǒng)的采樣精度，電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流波形并不十分完美，同時(shí)電機(jī)噪音較大。仿真圖中紅色波形為A相馬鞍波，藍(lán)色波形為B相馬鞍波；示波器顯示中黃色波形為A相馬鞍波，藍(lán)色波形為B相馬鞍波。根據(jù)開關(guān)頻率為10KHz，電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速小于10000RPM。根據(jù)電機(jī)控制理論知識(shí)可知，在電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，控制系統(tǒng)輸出的PWM波形經(jīng)過RC低通濾波后為馬鞍波，且波形頻率滿足式（51），式中n為轉(zhuǎn)速，p為極對(duì)數(shù)。分別為A相上下橋臂對(duì)應(yīng)的PWM波；，分別為B相上下橋臂對(duì)應(yīng)的PWM波；，分別為C相上下橋臂對(duì)應(yīng)的PWM波。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件環(huán)境驗(yàn)證第5章 硬件環(huán)境驗(yàn)證由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中測試時(shí)電流較大，所以為了保證測試的安全性和保證驅(qū)動(dòng)器不被損壞，所以需要在電機(jī)上電之前對(duì)DSP輸出的PWM波形進(jìn)行示波器檢測，初步確定生成代碼的正確性。本章小結(jié)本章主要論述了MATLAB仿真模型與代碼生成模型之間的差異，同時(shí)說明了使用MATLAB構(gòu)建生成C代碼的模型時(shí)的必要配置，以及注意事項(xiàng)和構(gòu)建模型的基本步驟，模型構(gòu)建結(jié)束之后完成相應(yīng)配置生成所需代碼。（3）單擊Debug Configuration，然后下載到DSP中。（1）CCS Debug界面建立新的Target Configuration File。 Solver配置圖 Code Generation配置圖完成上述配置之后點(diǎn)擊工具欄中的Build Model，之后MATLAB將會(huì)自動(dòng)生成所需代碼，進(jìn)行驗(yàn)證即可。ePWM2和ePWM3配置相同。 代碼生成模型Generate pulse pattern模塊通過MATLAB Function處理后得到pare值直接輸入到DSP中的PWM模塊中用以改變其占空比。第四：多了AD采樣配置和AD采樣結(jié)果處理，中斷的作用時(shí)在100us內(nèi)進(jìn)行4次AD采樣然后值取平均，獲取對(duì)應(yīng)的三相電流值。 Function中的代碼主要使計(jì)算轉(zhuǎn)速（rad/s）。eQEP模塊配置主要是選擇eQEP1，并完成Speed calculation的配置。[15] 控制系統(tǒng)程序執(zhí)行流程圖 代碼生成模型的構(gòu)建與分析。 （42），DSP采集的電壓信號(hào)值，在AD結(jié)果寄存器中對(duì)應(yīng)的值： （43）設(shè)DSP進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后在ADCRESULT寄存器中的數(shù)據(jù)為X，則X對(duì)應(yīng)的實(shí)際電流可以通過式（44）計(jì)算。 AD采樣電路(電流傳感器)的線性關(guān)系如式（41）所示: （41）~，~。系統(tǒng)中所用的各類電源由輔助電源提供，同時(shí)速度測量是使用的64齒的正交編碼器實(shí)現(xiàn)的，所以這就需要用到DSP中的eQEP模塊計(jì)數(shù)，然后轉(zhuǎn)換成所需的轉(zhuǎn)速。外圍電路包括：模擬量檢測調(diào)理模塊、MOSFET逆變器PWM隔離驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路模塊、保護(hù)電路、通信模塊等。第一：仿真模型的計(jì)算可以近似的看作是連續(xù)的計(jì)算，而且對(duì)于反饋量是時(shí)時(shí)反饋處理的，而DSP的控制方式是離散的控制形式，同時(shí)反饋量的采集也不可能實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)采集反饋；第二：仿真模型的反饋量是仿真時(shí)電機(jī)直接輸出的參數(shù)，而現(xiàn)實(shí)的控制中這是采用傳感器測量獲取，所以生成代碼模型需要做相應(yīng)調(diào)整；第三：仿真模型的PWM波的產(chǎn)生是通過載波和調(diào)制波的比較生成的，而DSP是通過配置PWM模塊的寄存器實(shí)現(xiàn)的。所以生成代碼的模型中核心要實(shí)現(xiàn)的也就是確定電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速后，采集電機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速和三相電流作為反饋量，之后通過控制系統(tǒng)處理輸出對(duì)應(yīng)的PWM波。 仿真模型中控制部分確定首先需要確定仿真模型中控制部分，即為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，在構(gòu)建代碼生成時(shí)確定必要和正確的模塊用以實(shí)現(xiàn)代碼生成。第一：要對(duì)第三章中構(gòu)建的仿真模型有深刻的了解，明確哪些部分是控制的核心，是需要生成代碼的；第二：清楚了解第三章中仿真模型與生成代碼模型之間的差別，對(duì)兩者間不兼容部分進(jìn)行修正和調(diào)整，使得控制系統(tǒng)中各個(gè)模塊符合代碼生成要求；第三點(diǎn)：根據(jù)第三章中仿真模型和硬件電路，加入必要的信號(hào)輸出模塊和信號(hào)采集模塊；第四點(diǎn)：在邏輯上清楚的理解整個(gè)控制系統(tǒng)的工作流程，這樣才能正確地完成各模塊之間的連接，保證生成代碼正確有效的運(yùn)行。)，會(huì)出現(xiàn)六個(gè)配置表，全部配置完成后如下所示：1. CCSv5 (Code Composer Studio) Your version : Required version: or later Required for : Code Generation TI_DIR=C:\ti\ccsv52. CGT (Texas Instruments C2000 Code Generation Tools) Your version : Required version: to Required for : Code generation C2000_CGT_INSTALLDIR=C:\ti\ccsv5\tools\piler\3. DSP/BIOS (Real Time Operating System) Your version : Required version: to Required for : Code generation CCSV5_DSPBIOS_INSTALLDIR=C:\ti\bios_5_42_01_094. XDC Tools (eXpress DSP Components) Your version : Required version: or later Required for : Code generation5. 2803x C/C++ Header Files Your version : Required version: Required for : Code generation DSP2803x_INSTALLDIR=C:\ti\controlSUITE\device_support\f2803x\v1256. Flash Tools (TMS320F2803x Piccolo(TM) Flash API) Your version : Required version: Required for : Flash Programming FLASH_2803X_API_INSTALLDIR=C:\ti\controlSUITE\libs\utilities\flash_api\2803x\v100這樣便表示配置成功，如果無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配置則根據(jù)每一項(xiàng)中的變量和對(duì)應(yīng)地址，在計(jì)算機(jī)中手動(dòng)添加系統(tǒng)變量即可。,39。,39。結(jié)束上述步驟，在Matlab中輸入checkEnvSetup(39。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） MATLAB自動(dòng)生成CCS代碼第4章 MATLAB自動(dòng)生成CCS代碼為實(shí)現(xiàn)MATLAB自動(dòng)生成CCS代碼，首先要完成MATLAB對(duì)于CCS的路徑配和相關(guān)的必要配置，首先在MATLAB命令行窗口里面輸入指令：xmakefilesetup，進(jìn)入配置界面，配置步驟如下所示。本章小結(jié)本章首先介紹了MATLAB的仿真環(huán)境，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的電機(jī)參數(shù)配置仿真環(huán)境下的電機(jī)參數(shù)，參照電機(jī)控制理論知識(shí)和MATLAB例程完成電機(jī)矢量控制的仿真模型構(gòu)建，并對(duì)模型中的主要模塊進(jìn)行了分析，對(duì)于個(gè)別模塊進(jìn)行了對(duì)比仿真分析確定了最優(yōu)模塊的構(gòu)建。 突增、突減負(fù)載仿真波形~，而且轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的比較理想。 高速8000RPM到8000RPM 加減速仿真波形恒轉(zhuǎn)速變轉(zhuǎn)矩仿真，主要是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了負(fù)載變相、突增負(fù)載、突減負(fù)載幾個(gè)方面的測試，給定轉(zhuǎn)速為3000RPM。恒轉(zhuǎn)矩變轉(zhuǎn)速仿真主要是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速變相、低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)速、加速、減速幾個(gè)方面進(jìn)行測試，同時(shí)給定負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0，低轉(zhuǎn)速時(shí)起始轉(zhuǎn)速為500rpm，；高轉(zhuǎn)速時(shí)起始轉(zhuǎn)速為800rpm，；加減速仿真起始轉(zhuǎn)速為1000rpm。 MATLAB自帶模塊波形，兩者基本一致，并無本質(zhì)上的差別，所以可以確定新建模塊的正確性。（a）Generate pulse pattern模塊（b）圖b中D1_D2_D0模塊 pulse pattern模塊通過分析占空比的計(jì)算可知實(shí)際上三個(gè)上橋臂存在的占空比形式只有三種，只是由于扇區(qū)的不同，三路PWM對(duì)應(yīng)的占空比也就隨之變化，但其形式都屬于三類占空比中，所以占空比計(jì)算模塊只計(jì)算了三種占空比，通過Multiport Switch模塊根據(jù)扇區(qū)的不同組合成不同的輸出模式。第一扇區(qū)：第二扇區(qū)：（310）（311）第三扇區(qū)：第四扇區(qū)：（312）（313）第五扇區(qū)：第六扇區(qū)：（314）（315）根據(jù)各想扇區(qū)占空比的計(jì)算值，構(gòu)建出生成所需PWM的模塊。、PWMPWM5也就是逆變器當(dāng)中的三個(gè)上橋臂依次對(duì)應(yīng)的脈沖輸出，而下橋臂的三個(gè)脈沖PWMPWMPWM6與對(duì)應(yīng)的上橋臂脈沖相反，保證了同相的上下兩個(gè)橋臂不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通損壞逆變器。改進(jìn)：根據(jù)電機(jī)控制理論知識(shí)中對(duì)于SVPWM控制的理論分析和28035控制方式，搭建新的控制模塊。在MATLAB自帶的SVPWM模塊中這一部分的計(jì)算是通過查表法完成的，計(jì)算十分繁瑣。（3）Compute time duration ofswitching states (Ta,Tb,To)模塊根據(jù)電機(jī)矢量控制理論，SVPWM生成PWM波形是分為了七段進(jìn)行控制的，每一段控制時(shí)間均是基于Ta（Ualpha持續(xù)時(shí)間）、Tb（Ubeta持續(xù)時(shí)間）、To（0向量電壓持續(xù)時(shí)間）的，以扇區(qū)1內(nèi)SVPWM信號(hào)示意圖為例，此模塊功能便是為了確定Ta、Tb、Tc。最終選擇方案一，即給定轉(zhuǎn)速為正時(shí)補(bǔ)償量設(shè)為pi/6，給定轉(zhuǎn)速為負(fù)時(shí)補(bǔ)償量設(shè)為2*pi/3。~，方案一在電機(jī)到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行階段時(shí)，三相電流和輸出電磁轉(zhuǎn)矩十分穩(wěn)定，但是轉(zhuǎn)速的超調(diào)量較明顯